Question

20．現(xiàn)有一個(gè)電壓未知的電源，一個(gè)標(biāo)有“50Ω 2A”字樣的滑動(dòng)變阻器、一個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè)電壓表、一個(gè)待測(cè)電阻R_x阻值的實(shí)驗(yàn)．要求：
（1）畫出電路圖（電路不可重組）．
（2）寫出主要的實(shí)驗(yàn)步驟和待測(cè)電阻R_x的表達(dá)式．（用已知量和測(cè)量量表示）

Answer 1

分析 沒(méi)有電流表，利用已知電阻和被測(cè)電阻串聯(lián)時(shí)電流相等的特點(diǎn)可得電流值．
被測(cè)電阻和已知最大阻值的滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表與被測(cè)電阻并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器阻值為0時(shí)，測(cè)電源電壓．
滑動(dòng)變阻器為最大值時(shí)，電壓表測(cè)被測(cè)電阻電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，求滑動(dòng)變阻器電壓，再求通過(guò)滑動(dòng)變阻器電流，即被測(cè)電阻電流，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計(jì)算電阻．
開(kāi)關(guān)串聯(lián)在電路中控制電路

解答 解：（1）被測(cè)電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表與被測(cè)電阻并聯(lián)，開(kāi)關(guān)串聯(lián)在電路中，如圖．

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①把滑片P移至最右端測(cè)出R_x兩端電壓U₁．
②把滑片P移至最左端測(cè)出R_x兩端電壓U₂，即電源電壓．把滑片P移至最左端時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值為0，測(cè)R_x兩端電壓U₂為電源電壓．
把滑片P移至最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值為R，測(cè)R_x兩端電壓為U₁，此時(shí)R_x中的電流為：
I_x=I_R=$\frac{{U}_{2}{-U}_{1}}{50Ω}$，
所以，R_X=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{X}}=\frac{{U}_{1}}{\frac{{U}_{2}{-U}_{1}}{50Ω}}$=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}{-U}_{1}}$×50Ω
故答案為：（1）如圖；
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：①先把滑片P移至最右端測(cè)出R_x兩端電壓U₁．
②把滑片P移至最左端測(cè)出R_x兩端電壓U₂，即電源電壓．
表達(dá)式：R_X=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}{-U}_{1}}$×50Ω

點(diǎn)評(píng) 安法測(cè)電阻是最一般的測(cè)量方法，在沒(méi)有電壓表或沒(méi)有電流表時(shí)，滑動(dòng)變阻器的最大阻值知道時(shí)，也能測(cè)量被測(cè)電阻．
只有電流表，組成并聯(lián)電路，利用滑動(dòng)變阻器的滑片滑到最大和最小時(shí)，根據(jù)電源電壓相等，求得被測(cè)電阻．
只有電壓表，組成串聯(lián)電路，利用滑動(dòng)變阻器的滑片滑到最小時(shí)，獲得電源電壓．當(dāng)滑到最大時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路電流相等列出等式求得被測(cè)電阻．